特許ウォッチ

公開番号2025173011
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-27
出願番号2024078314
出願日2024-05-14
発明の名称制御回路、および、三相力率改善装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20251119BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】制御対象機器の三相交流電源への接続において作業者の負担を軽減できる制御回路、および、当該制御回路を備えている三相力率改善装置を提供する。
【解決手段】制御回路A1において、制御対象機器(力率改善回路B)の三相交流を検出した三相の相電流信号Iu,Iv,Iwを回転座標軸上のd軸電流信号Idおよびq軸電流信号Iqに変換する二相変換部121と、d軸電流信号Idおよびq軸電流信号Iqのそれぞれに基づいて生成されたd軸電流操作量信号Xdおよびq軸電流操作量信号Xqを静止座標軸上の三相の電流操作量信号Xu,Xv,Xwに変換する三相変換部122と、制御対象機器の三相交流の相回転が正転であるか逆転であるかを判別する相回転判別部15と、を備えた。二相変換部121および三相変換部122は、相回転が前記正転である場合と逆転である場合とで、変換に用いる変換行列を変更する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
制御対象機器の三相交流を検出した三相の検出信号を回転座標軸上の二相の第２検出信号に変換する二相変換部と、
前記二相の第２検出信号のそれぞれに基づいて生成された二相の操作量信号を静止座標軸上の三相の第２操作量信号に変換する三相変換部と、
前記制御対象機器の三相交流の相回転が正転であるか逆転であるかを判別する相回転判別部と、
を備え、
前記二相変換部および前記三相変換部は、前記相回転が前記正転である場合と前記逆転である場合とで、変換に用いる変換行列を変更する、
制御回路。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記二相変換部は、
前記三相の検出信号を二相の第３検出信号に変換する三相二相変換部と、
前記二相の第３検出信号を、前記二相の第２検出信号に変換する回転座標変換部と、
を備え、
前記三相変換部は、
前記二相の操作量信号を前記静止座標軸上の二相の第３操作量信号に変換する静止座標変換部と、
前記二相の第３検出操作量信号を、前記三相の第２操作量信号に変換する二相三相変換部と、
を備え、
前記相回転が前記正転である場合、前記三相二相変換部は、第１変換行列を用いて変換を行い、前記二相三相変換部は、前記第１変換行列の逆行列である第１逆変換行列を用いて変換を行い、
前記相回転が前記逆転である場合、前記三相二相変換部は、第２変換行列を用いて変換を行い、前記二相三相変換部は、前記第２変換行列の逆行列である第２逆変換行列を用いて変換を行い、
前記第２変換行列は、前記第１変換行列の２列目と３列目とを入れ替えた行列である、
請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記二相変換部は、
前記三相の検出信号を二相の第３検出信号に変換する三相二相変換部と、
前記二相の第３検出信号を、前記二相の第２検出信号に変換する回転座標変換部と、
を備え、
前記三相変換部は、
前記二相の操作量信号を前記静止座標軸上の二相の第３操作量信号に変換する静止座標変換部と、
前記二相の第３検出操作量信号を、前記三相の第２操作量信号に変換する二相三相変換部と、
を備え、
前記相回転が前記正転である場合、前記回転座標変換部は、第３変換行列を用いて変換を行い、前記静止座標変換部は、前記第３変換行列の逆行列である第３逆変換行列を用いて変換を行い、
前記相回転が前記逆転である場合、前記回転座標変換部は、第４変換行列を用いて変換を行い、前記静止座標変換部は、前記第４変換行列の逆行列である第４逆変換行列を用いて変換を行い、
前記第４変換行列は、前記第３変換行列の逆行列である、
請求項１に記載の制御回路。
【請求項４】
前記相回転判別部は、
前記制御対象機器の三相交流の第１相を検出した第１相検出信号が負の値から正の値に切り替わるゼロクロスタイミングを検出する第１ゼロクロス検出部と、
前記制御対象機器の三相交流の第２相を検出した第２相検出信号が負の値から正の値に切り替わるゼロクロスタイミングを検出する第２ゼロクロス検出部と、
を備え、
少なくとも、前記第１ゼロクロス検出部の第１検出結果と、前記第２ゼロクロス検出部の第２検出結果とに基づいて、前記相回転が前記正転であるか前記逆転であるかを判別する、
請求項１に記載の制御回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御回路と、
前記制御回路によって制御される力率改善回路と、
を備えている、
三相力率改善装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相の検出信号を回転座標軸上の二相の信号に変換して制御を行う制御回路、および、当該制御回路を備えている三相力率改善装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
各種電力変換装置などの制御において、三相交流電流を検出した三相の電流検出信号を回転座標軸上の二相の信号に変換してから制御を行う制御回路が知られている。例えば特許文献１には、このような制御を行うＡＣ／ＤＣ双方向コンバータが開示されている。当該ＡＣ／ＤＣ双方向コンバータの制御回路は、電流検出器により検出された三相の電流フィードバック信号を、３相－２相電流フィードバック演算器によって、ｄ軸電流フィードバック信号とｑ軸電流フィードバック信号に変換する。そして、当該制御回路は、ｄ軸電流フィードバック信号に基づく制御により演算処理されたｄ軸電圧指令信号と、ｑ軸電流フィードバック信号に基づく制御により演算処理されたｑ軸電圧指令信号とを、２相－３相電圧指令演算器によって、三相の電圧指令信号に変換する。３相－２相電流フィードバック演算器および２相－３相電圧指令演算器は、ＡＣ電源の電源電圧信号から演算された電気角θ２信号に基づいて、ＡＣ電源と同期した演算処理を行う。
【０００３】
また、電気角θ２信号の代わりに、ＡＣ電源と同期した正弦波信号および余弦波信号を座標変換の各演算器に入力する方法がある。当該方法では、検出されたＡＣ電源の電源電圧信号と位相および周波数を一致させた正弦波信号および余弦波信号を、例えばデジタルＰＬＬ（Phase-locked loop）回路を用いて生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１８７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば溶接電源のような可搬型機器は、作業場所を移動させながら使用されるので、その都度、電源ケーブルを商用電源に接続する必要がある。電源ケーブルを商用電源に接続する際に、三相の相回転を反対に接続してしまう場合がある。この場合、当該機器に組み込まれた電力変換装置は、制御回路において座標変換が正常に行われないので、正常に動作しない。したがって、正しい相回転になるように、電源ケーブルを商用電源に接続し直す必要がある。電源ケーブルを商用電源に接続し直すことも、接続前に相回転計を用いて相回転を確認することも、作業者の負担になる。
【０００６】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、制御対象機器の三相交流電源への接続において作業者の負担を軽減できる制御回路、および、当該制御回路を備えている三相力率改善装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面によって提供される制御回路は、制御対象機器の三相交流を検出した三相の検出信号を回転座標軸上の二相の第２検出信号に変換する二相変換部と、前記二相の第２検出信号のそれぞれに基づいて生成された二相の操作量信号を静止座標軸上の三相の第２操作量信号に変換する三相変換部と、前記制御対象機器の三相交流の相回転が正転であるか逆転であるかを判別する相回転判別部と、を備え、前記二相変換部および前記三相変換部は、前記相回転が前記正転である場合と前記逆転である場合とで、変換に用いる変換行列を変更する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記二相変換部は、前記三相の検出信号を二相の第３検出信号に変換する三相二相変換部と、前記二相の第３検出信号を、前記二相の第２検出信号に変換する回転座標変換部と、を備え、前記三相変換部は、前記二相の操作量信号を前記静止座標軸上の二相の第３操作量信号に変換する静止座標変換部と、前記二相の第３検出操作量信号を、前記三相の第２操作量信号に変換する二相三相変換部と、を備え、前記相回転が前記正転である場合、前記三相二相変換部は、第１変換行列を用いて変換を行い、前記二相三相変換部は、前記第１変換行列の逆行列である第１逆変換行列を用いて変換を行い、前記相回転が前記逆転である場合、前記三相二相変換部は、第２変換行列を用いて変換を行い、前記二相三相変換部は、前記第２変換行列の逆行列である第２逆変換行列を用いて変換を行い、前記第２変換行列は、前記第１変換行列の２列目と３列目とを入れ替えた行列である。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記二相変換部は、前記三相の検出信号を二相の第３検出信号に変換する三相二相変換部と、前記二相の第３検出信号を、前記二相の第２検出信号に変換する回転座標変換部と、を備え、前記三相変換部は、前記二相の操作量信号を前記静止座標軸上の二相の第３操作量信号に変換する静止座標変換部と、前記二相の第３検出操作量信号を、前記三相の第２操作量信号に変換する二相三相変換部と、を備え、前記相回転が前記正転である場合、前記回転座標変換部は、第３変換行列を用いて変換を行い、前記静止座標変換部は、前記第３変換行列の逆行列である第３逆変換行列を用いて変換を行い、前記相回転が前記逆転である場合、前記回転座標変換部は、第４変換行列を用いて変換を行い、前記静止座標変換部は、前記第４変換行列の逆行列である第４逆変換行列を用いて変換を行い、前記第４変換行列は、前記第３変換行列の逆行列である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許